1、1 福州地铁 1 号线 09 标盾构施工方案分析汇报材料一、工程概况福州市轨道交通1 号线工程起自象峰站，经主城过闽江，沿则徐大道到福峡路，终至东部新城站，线路全长29.2 公里，全部为地下线，共设车站 24 座。09 标段工程包括三个车站和三段区间（黄山站排下站区间、排下站、排下站城门站区间、城门站、城门站三角埕站区间、三角埕站）。合同总造价 4.73亿元。【排下站】位于螺州路以北的福峡路下方，沿福峡路西北东南向布置。车站中心里程为SK19+936，主体为地下两层岛式站台车站，双层两跨箱型框架结构，车站总长262.608m，宽约为 17.8m，采用明挖顺筑法施工，车站标准段开挖深度约为16.2、7m，端头井开挖深度约为18.7m，顶板覆土平均厚约3.0m。工程施工周期计划为2011 年 5 月至 2013 年 2月。车站场地工程地质条件复杂，基坑开挖直接涉及到1 层杂填土、2a 素填土（黏土）、2b 素填土（填砂）、1 层灰色淤泥、层褐黄色粉质黏土、1 层深灰色淤泥质黏土及?c 层灰黄色含碎石粉质黏土、?a 灰黄、褐红色残积粉质黏土、?c 灰黄色全风化凝灰熔岩、?c 灰黄色，褐黄色散体状强风化凝灰熔岩、?c 浅灰黄色，浅灰白色碎块状强风化凝灰熔岩、局部为?c 灰黄、浅灰紫色中风化凝灰熔岩。基坑底面东侧主要2 为风化岩层，以?c、?c 强风化岩为主，东南角主要为层粉质黏土；基坑底面西侧3、北部主要为残坡积层及风化岩层，南部主要为层粉质黏土，局部为 1 层淤泥质黏土。地层变化较大，勘探个别部位存在强度较高的孤石。地下水以上层滞水、潜水、基岩裂隙水为主，基岩裂隙水具弱承压性，水位埋深为8.5m。排下站车站主体围护结构采用10001200 旋挖钻孔灌注桩挡土、外侧采用 8001200高压旋喷桩止水，坑内南端头井范围采用水泥搅拌桩抽条加固；标准段共四道支撑，第一道钢筋砼支撑，端头井部位共五道支撑及一道换撑。出入口及风道围护结构除2 号风亭采用 8001000旋挖钻孔桩外，其余出入口及风亭围护结构均采用850600SMW 工法桩。【城门站】位于南三环路东南侧的福峡路与规划路“十”字交叉口4、，沿福峡路西北东南向布置。车站中心里程为SK20+833，主体为地下两层岛式车站，双层两跨箱型框架结构，车站总长195m，宽约为 17.8m，采用明挖顺筑法施工，标准段开挖深度约为16.1m，端头井开挖深度约为18m，顶板覆土平均厚约2.9m。工程施工周期计划为2011年 5 月至 2013年 7 月。车站场地工程地质条件较为复杂，基坑开挖涉及1 层杂填土、2层素填土、层粉质粘土、1 层淤泥、层粉质粘土、1 层淤泥质土、1-J 层粉质粘土夹砂、13A 残积土、14c 全风化凝灰熔岩。地下水以上层滞水、潜水、基岩裂隙水为主，无承压水，水量小。城门站基坑围护结构采用800mm 厚地下连续墙，共785、 幅。标准段3 连续墙深 24m27m，插入深度为 9m，插入比约为 1:0.57；锁口管接头。基坑降水采用管井疏干。标准段共四道支撑，第一道钢筋砼支撑，端头井部位共五道支撑。出入口围护结构标准段及风道围护结构采用850600SMW 工法桩。【三角埕站】位于福峡路下方，沿福峡路东西向布置，跨越规划中道路。车站中心里程为SK21+905，主体为地下两层岛式站台车站，双层两跨箱型框架结构，车站总长 189m，宽约为 19.20m，采用明挖顺筑法施工，标准段开挖深度约为16.0m，端头井开挖深度约为18.0m。工程施工周期计划为 2011年 5 月至 2013 年 8 月。基坑开挖涉及 1 层杂填土6、层粉质粘土、1 层淤泥、层粉质粘土、12a坡积土、13a残积土、14c 全风化凝灰熔岩、15c 散体状强风化凝灰熔岩、16c 碎裂状强风化凝灰熔岩及17c中风化凝灰熔岩。地下水以上层滞水、潜水、基岩裂隙水为主，无承压水，水量小。三角埕站围护结构采用10001400 钻孔灌注桩、外侧采用8001400高压旋喷桩止水，标准段共三道支撑，第一道钢筋砼支撑，端头井部位共四道支 撑及一道换撑。出入口及 风道围 护结构采用8001100钻孔桩。【黄山 站 排 下 站】区 间 里程 起 止 为 上行 线SK18+934.300SK19+866，下行线 XK18+934.300XK19+866，区间隧道总长7、 1857.762m，区间线路自排下站出发，沿着福峡路北行，到达黄山站。沿线两侧主要是居民小区及商业用地。盾构隧道所穿越的土层主要为：SK18+934.3SK19+080主要为粉质粘土、局部为少量 1淤泥，j 中砂；SK19+0804 SK19+490、SK19+685SK19+866 主要为凝灰熔岩风化岩，局部为凝岩风化岩。其中 SK19+270SK19+291、SK19+440SK19+479 段掘进面有岩分布；SK19+490SK19+685 主要为粉质粘土、1 淤泥、淤泥质土、粉质粘土、?a 残积粉质粘土等土层。区间沿线建、构筑物主要有：黄山公交站地下过街通道（1 号，最小净距 4.88、6m）和福建省地址医院公交站地下过街通道（2 号，最小净距9.6m）。【排下 站 城门 站】区间 里 程起 止 为 上行 线SK20+128.608SK20+763，下行线 XK20+080.400XK20+763，区间隧道总长 1316.992m，区间线路自城门站出发，沿着福峡路北行，到达排下站。沿线两侧主要是居民小区及商业用地。盾构隧道所穿越的土层主要为1 淤泥、粉质粘土、1 淤泥质粉质土、粉质粘土、?a 残积粉质粘土、?c 全风化凝灰熔岩、?c 散体状强风化凝灰熔岩、?c 碎块状强风化凝灰熔岩、?c 中风化凝灰熔岩、?c 微风化凝灰熔岩等土层。区间沿线建、构筑物主要有：下穿3 处规划合流9、污水管（400、1600、400，最近净距3.72m）、螺城河桥(有桩需要拔除)，旁穿在建南三环路高架桥桥墩基础（最小净距4.3m）。【城门 站 三 角 埕 站】区 间 里 程 起 止 为 上 行 线SK20+958SK21+831.300，下 行 线XK20+958XK21+831.300，区 间 隧 道 总 长1736.636m；区间线路自城门站出发，沿着福峡路南行，到达三角埕站。沿线两侧主要是居民小区及商业用地，沿道路两侧大部分为35 层居民楼。盾构隧道所穿越的土层主要为1 淤泥、粉质粘土、1 淤泥质粉5 质土、?a 残积粉质粘土、?c 全风化凝灰熔岩、?b 全风化绿灰岩、?c散体状强风10、华凝灰熔岩、?c 碎块状强风化凝灰熔岩等土层。区间沿线建、构筑物主要有：下穿1 处规划合流污水管（500，最小净距 3.62m）、K3+798.05 桥（最小净距 3.31m）和两座地下过街通道（3号、4 号，最小净距分别为5.96m 和 5.08m）。盾构穿越重点保护邻近建筑物调查情况表风险类型隧道与风险源关系黄山站排下站区间盾构下穿建筑物黄山公交站地下过街通道（1 号，最小净距 4.86m）盾构下穿建筑物福建省地址医院公交站地下过街通道（2 号，最小净距 9.6m）排下站城门站区间盾构下穿管线下穿 3 处规划合流污水管（400、1600、400，最近净距 3.72m）盾构下穿建筑物螺城河桥11、(有桩需要拔除，侧穿桩基础)盾构侧穿构筑物旁穿在建南三环路高架桥桥墩基础（最小净距4.3m）城门站三角埕站区间盾构下穿管线下穿 1 处规划合流污水管（500，最小净距 3.62m）盾构下穿构筑物K3+798.05 桥（最小净距 3.31m）盾构下穿构筑物两座地下过街通道（3 号、4 号，最小净距分别为5.96m 和 5.08m）区间隧道覆土厚度约为1215m。采用盾构法施工，单圆断面型式，错缝拼装、预制钢筋混凝土管片衬砌。盾构穿越土层，上部主要分布粘土，下部分布软岩、较硬岩、硬岩，盾构掘进面变化大，且部分区域盾构掘进面上软下硬，盾构掘进困难，地面沉降大。黄山站排下站区间、排下站 城门站区间、城12、门站 三角埕站区间各设立一个联络通道及泵站，盾构机始发和到达端头处土体加固采用三轴搅拌桩和旋喷桩加固，强风化岩采用地面袖阀管深孔注浆加固，联络通道采用直接注浆加固或三重管高压旋喷桩加固后矿山法施工。6 本标段工程原计划工期为973 天，2010 年 12 月 31 日工程开工，2013年 8 月 30 日全部工程竣工验收结束，32 个月。其中，盾构区间要求在2013年 2 月贯通。采用 2 台盾构施工。本标段总体线路走向详见下图。项目施工顺序及节点工期安排示意图二、盾构施工方案分析根据现场环境条件、地质资料及施工工期安排等方面综合考虑，按照盾构机施工顺序及流向，以下列举四种方案：1、按原设计顺13、序及流向进行施工。即按原招标要求，投入两台盾构，由城门站北端头始发，向北掘进至排下站南端头井后，解体站外转场至北端头井，继续向北推进至黄山站；到达黄山站后解体吊出，转场至城门站南端头井，向南掘进施工城门三角埕区间。（见上图）（1）工期分析：按原计划 2 台盾构设备分别于2011 年 9 月和 10 月进场，单台盾构2号盾构1号盾构1号盾构2号盾构2号盾构1号盾构 2012年08月31日到达2012年09月30日到达右线873.3m左线863.336m2012年2月29日到达2012年1月31日到达2012年03月30日始发2012年4月30日始发排下站右线931.7m左线926.062m20114、1年9月30日始发2011年10月30日始发城门站二次始发二次始发吊出始发黄山站三角埕站2013年2月28日到达2013年01月31日到达2012年10月30日始发2012年9月30日始发左线682.6m右线634.392m二次始发吊出1号盾构转场2号盾构转场始发二次始发2号盾构转场1号盾构转场7 掘进 2430 延米，日掘进量6.5m，站外转场按 2 个月/台次计算，完成时间为 2013 年 2 月。工期可保证。（2）质量、安全分析：采用复合式盾构机推进，可满足软土、粉质粘土、强、中风化岩层甚至弱风化岩石的掘进，对沿线穿越建构筑物及地面道路、地下管线的沉降、变形，可采取调整土仓压力、螺旋机出15、土量、同步注浆、二次注浆等方式有效控制。质量、安全可保证。但其施工需六次安拆、四次站外转场运输，深基坑吊装、运输频繁，在机械设备深井吊装作业上需要严格按照安全规范执行，避免设备吊拆发生安全事故。（3）场地布置：2 台盾构管片、出渣、注浆场地均布置在城门站，不需要额外增加，仅在站外转场时临时占用地面场地，施工不影响其他车站附属施工。（4）成本分析：盾构施工需十二次吊装、六次安拆、四次站外转场，按站外转场 120万/台次（含盾构机安拆及运输）计算，需发生费用480 万元，且转场工期长、二次始发速度慢，成本高、工效低。2、调整施工顺序，黄山站和三角埕站采用站内调头。调整现有盾构施工顺序及流向，1 号16、盾构由城门站北端头井左线下井始发，向北推进至排下站南端头后，站外转场至北端头井继续向北掘进到达黄山站南端头井，站内调头至右线，向南二次始发，完成黄山排下区间右线隧道，在排下站北端头井解体吊出。2 号盾构由城门站南端头井左线下井始发，向南推进至三角埕站北端头后，站内调头至右线，向8 北推进完成城门三角埕区间右线隧道，在城门站南端头井解体，站外转场至城门站北端头井，继续向北推进到达排下站南端头井后，解体吊出。（见下图）方案 2 盾构施工流向顺序示意图（1）工期分析：按现有施工顺序，2 台盾构设备同样于2011年 9 月和 10 月进场，10月和 11 月开始始发掘进，1 号盾构掘进 2730 单延17、米，2 号盾构掘进 2130单延米，日掘进量 6.5m，站外转场按 2 个月/台次，站内调头二次始发按1 个月/台次计算，1 号盾构完成时间为2013 年 2 月，2 号盾构完成时间为 2012 年 12 月。工期可满足要求。（2）质量、安全分析：同样采用复合式盾构机推进，可满足软土、粉质粘土、强、中风化岩层甚至弱风化岩石的掘进要求。同时，减少了两次站外转场和盾构设N黄山站12.1112.912.513.213.112.1012.712.412.211.1011.1112.2排下站城门站三角埕站1#盾构2#盾构9 备的安拆，仅需要采用盾构站内调头解决，一方面提高了盾构施工转接工序作业效率，另外18、也降低了设备多次深井吊装的安全风险。（3）场地布置：2 台盾构管片、出渣、注浆场地同样仍布置在城门站，不需要额外增加，但需黄山站和三角埕站站内端头井提供盾构机调头和二次始发作业所需空间，同时车站端头井根据盾构机调头要求，需要将端头井部位底板上翻梁修改为下翻梁型式。（4）成本分析：按此方案实施盾构施工，仅需二次站外转场，二次站内调头即可满足盾构机施工需要。按站外转场120万/台次、站内调头 40 万/台次计算，发生费用为320 万元，且站内调头时间短、速度快，盾构机不需再次组装，二次始发方便，相对成本较低。3、调整变更，将排下站、城门站负二层净空抬高1.65m，采用盾构过站方式进行施工。区间盾构19、改从三角埕站北端头始发，一直向北推进至黄山站，调整排下站和城门站车站结构高度，将结构加深或抬高1.65m，将原设计负二层净空 6.1m改为 7.75m，盾构采用站内过站型式通过两个车站。（见下图）N黄山站13.112.1212.812.912.712.412.211.1112.612.312.111.10排下站城门站三角埕站1#盾构2#盾构10 方案 3 盾构施工流向顺序示意图（1）工期分析：2 台盾构设备同样于2011年 9 月和 10 月进场，10 月和 11月开始始发掘进，单台盾构掘进2430 延米，日掘进量6.5m，站内过站按 1 个月/台次计算，盾构完成时间为2013 年 1 月。工20、期可满足原施工要求，并可提前 1 个月完成。（2）质量、安全分析：采用站内过站方式，将站外转场全部取消，提高了盾构施工转接工序作业效率，降低了设备多次深井吊装的安全风险；但是车站结构从围护桩深度、基坑开挖、结构层高等各方面都需要进行大范围的调整，方案变更较大，需对车站覆土埋深、结构板受力、抗浮力等进行检算，技术设计工作量较大。另外，将结构加深 1.65m，将增加基坑开挖支护的施工安全风险，将结构抬高1.65m，又需要考虑车站埋深覆土小于1.5m 时的结构质量隐患，质量、安全风险较大。（3）场地布置：2 台盾构管片、出渣、注浆场地均布置在三角埕站，其他车站不需要提供盾构施工用地。（4）成本分析：21、按此方案实施，仅需四次站内过站即可满足盾构机施工需要。按盾构过站估算 25 万/台次计算，发生费用仅为 100 万元左右，且过站时间短，盾构机不需再次组装，盾构发生成本最低。但是，在成本分析中，需要考虑到因改为盾构过站，引起的排下站11 和城门站两个车站的结构变更造价费用影响，如采用车站结构加深1.65m方案，初步估算需增加造价280万元/站，总造价需 560 万元以上；如采用车站结构抬高1.65m 方案，也需增加总造价260 万元左右，且不考虑车站抗浮增加费用。4、综合前三个方案，由排下站进行始发、城门站改为盾构过站、黄山站和三角埕站站内调头。综合前三个方案2，将盾构始发场地改为排下站，城门22、站进行结构变更以满足盾构过站需要，黄山站和三角埕站端头提供站内调头；1 号盾构由排下站北端头始发，施工黄山排下区间隧道；2 号盾构由排下站南端头始发，施工排下城门三角埕两个区间隧道，盾构机在城门站过站，三角埕站北端头井调头。方案 4 盾构施工流向顺序示意图（1）工期分析：2 台盾构设备同样于2011年 9 月和 10 月进场，10 月和 11月开始始发掘进，1 号盾构掘进 1860 延米，2 号盾构掘进 3000 延米，按日掘进量6.5m，盾构过站及站内调头均按1 个月/台次计算，2 号盾构需 18 个月方N黄山站12.412.211.1112.813.312.1212.1112.811.1023、12.112.312.6排下站城门站三角埕站1#盾构2#盾构12 可完成，盾构完成时间为2013年 3 月。工期不能满足原施工要求，需滞后 1 个月。（2）质量、安全分析：采用了站内调头和过站相结合的方式，将站外转场全部取消，提高了盾构施工转接工序作业效率，降低了设备多次深井吊装的安全风险；但是车站结构变更的风险仍存在。（3）场地布置：2 台盾构管片、出渣、注浆场地均布置在排下站，另外黄山站和三角埕站还需提供站内调头条件，占用车站内部分场地。（4）成本分析：按此方案实施，需二次盾构过站、二次站内调头施工。按盾构过站估算 25 万/台次、站内调头40 万/台次计算，发生费用为130万元左右，盾构24、发生成本较低。但是，在成本分析中，仍需要考虑到因改为盾构过站，引起的城门站车站主体的结构变更造价费用影响，估算可能将增加工程总造价130280万元之间（费用根据结构抬高或加深估算而浮动较大）。三、结论盾构施工各方案分析汇总表方案 1 方案 2 方案 3 方案 4 提供盾构时间2011年 9 月2011年 9 月2011年 9 月2011年 9 月13 工期可行性可行（2013年 2 月贯通）可行（2013年 2 月贯通）可行（2013年 1 月贯通）不可行（2013 年 3 月贯通）质量安全风险大无较大较小方案变更可实施性/大（仅需修改黄山站和三角埕站下翻梁）小（需调整排下站和城门站结构型式）较小（需调整城门站结构型式）成本分析（万元）480 320 100 130 工程投资总造价无极小估算增加 600万元以上估算增加 300万元左右（注：以上分析数据根据已有经验估算）根据以上分析及汇总表，从工期、质量、安全、技术方案可实施性、场地条件、工程总投资造价和成本投入各方面综合分析，方案1 成本投入过大，方案3 和方案 4 需对车站进行结构调整，变更难度大，方案2实施性强、成本较节约，具有可行性，下阶段需要在车站端头井下翻梁调整、黄山站提供调头条件等方面进一步与设计、业主进行具体的优化和沟通，保证方案的实施。